气缸毕业设计论文整理.doc
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1、毕 业 设 计(论 文)题目 气压与凸轮组合传动机械手的设计二0一一年六月一日摘 要随着工业自动化发展的需要,机械手在工业应用中越来越重要。文章主要叙述了凸轮传动与气动结合的机械手的设计过程。在工业生产流水线上,机械手得到了广泛的应用,大大提高了生产的自动化,精细化。机械手是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。近年来,随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用,机器人的研制和生产已成为高科技技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术,它更加促进了机械手的发展,使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。机械手虽然目前还不如人手那样灵活,但它具有可不断重复工作、能在条件比较恶劣的环境下
2、工作、载重量大、定位精确等特点,因此,机械手受到了许多部门的重视,并越来越广泛地得到了应用。关键词:新型装置;机械化;自动化AbstractWith the needs of the development of industrial automation, manipulator in industrial application in more and more important. This paper mainly describes the design process of manipulator. In the industrial production line, manipu
3、lator a wide range of applications, enhanced the production of automation and refinement. Manipulator is mechanized, automatic production process in developing a new device together. In recent years, with electronic technology, especially the wide application of electronic computers, robot has becom
4、e the development and production of high-tech technology developed quickly in a new technology, it is the development of the manipulator promote more, make manipulator with to better achieve organic combination of mechanization and automation. As though the manipulator as flexible hands, but it has
5、may repeat work, is poor in conditions can work under conditions, load, etc, so precise position by many departments, manipulator attention to, and has been applied more and more widely. Keywords: new device; Mechanization; automation 目 录引 言1第一章、总体技术方案及系统组成21.1 原始数据2.2 工作要求:2.3 系统组成2.4务介绍及意义第二章、机械手的
6、气动控制部分22.2气控设计任务明细2.2液压传动的工作特性32.3液压系统的组成32.4 液压系统的优、缺点3第三章、机械手直动型弧面凸轮控制部分4结束语8参考文献9致 谢10引 言气动技术是实现工业自动化的重要手段。气压传动的介质来自于空气,环境污染小,工程容易实现,所以其言传动四一种易于推广普及的实现工业自动化的应用技术。气动技术在机械、化工、电子、电气、纺织、食品、包装、印刷、轻工、汽车等各个制造行业,尤其在各种自动化生产装备和生产线中得到了广泛的应用,极大地提高了制造业的生产效率和产品质量。气动系统的应用,引起了世界各国产业界的普遍重视,气动行业已成为工业国家发展速度最快的行业之一。
7、间歇传动是自动机械和半自动机械常见的机械传动方式之一,其作用是使设备中某些构件产生周期性的运动和停歇。近年来,自动机械手发展很快,纯机械的机械手,在可靠性,价格方面具有优越性。弧面凸轮机械手作为一种新型机械手,具有结构紧凑、可靠性好、成本低、精度高的点,在现代生产上仍具有十分重要的地位。本设计将气控传动和间歇传动这两种现代机械中重要的传动方式结合一起实现两者性能取优,完成在一定工作要求下的机械手运作。第一章 总体技术方案及系统组成1.1 原始数据负载重量:10kg重复定位精度:0.1mm自由度:4(x1的移动,y1轴的移动,x2轴的转动,y2轴的移动)X1:气臂的左右平移Y1:气臂的上下移动X
8、2:凸轮臂左右平移Y2:凸轮臂上下移动各轴最大运动速度:气缸工作移动速度控制3m/min。凸轮每半个周期0.5s1.2 工作要求:机械手的工艺流程:一区工作:机械手原点气控部分使机械手下移机械手抓取并夹紧(装货)气控使机械手后移机械手松开(卸货)气控使机械手上移气控使机械手前移回气缸原点(此时凸轮控制部分工作完成前半个周期运作,到达二区)二区工作:气缸在原点气控部分使机械手下移机械手抓取并夹紧(装货)气控使机械手后移机械手松开(卸货)气控使机械手前移回气缸原点(此时凸轮控制部分工作完成后半个周期运作,到达一区,即机械手原点)。如下图: 凸轮控制部分气动控制装货卸货卸货装货一区二区1122机构简
9、图1.3 系统组成本基械手系统由机体,传送机构,动力源和控制装置四部分组成。其中机体由凸轮机构组成 (气缸装于凸轮手臂上);传送机构主要由伸缩臂及抓紧机构所组成;动力源由气压驱动和机械驱动(电机驱动);控装置主要由自动控制(感控制驱动凸轮电机的停止与运行)和动控制两部分组成。1.4设计任务介绍及意义通过课程设计培养学生综合运用所学知识的能力,提高分析和解决问题能的一个重要环节,专业课程设计是建立在专业基础课和专业方向课的基础的,是学生根据所学课程进行的工程基本训练,课程设计的意义在于:1培养学生综合运用所学的基础理论和专业知识,独立进行机电控制系统(产品)的初步设计工作,并结合设计或试验研究课
10、题进一步巩固和扩大知 识领域。2培养学生搜集、阅读和综合分析参考资料,运用各种标准和工具书籍以及编写技术文件的能力,提高计算、绘图等基本技能。3培养学生掌握机电产品设计的一般程序方法,进行工程师基本素质的训练。4树立正确的设计思想及严肃认真的工作作风。 第二章机械手的气动控制部分2.1气控设计任务明细2.1.1该机械手的功能:将货物自动放到坐标位置(300,300)处,并延时1分钟等待卸货,然后返回原点位置,延时1分钟等待装货。2.1.2任务要求:执行元件:气动气缸;运动方式:直角坐标;控制方式:PLC控制;控制要求:位置控制;主要设计参数参数:气缸工作行程800 mm;运动负载质量100 k
11、g;移动速度控制3m/min。2.1.3具体步骤如下:(1)先根据参考资料,确定合适的设计方案。(2)通过计算、分析设计执行元件的参数:气缸的内径、壁厚,活塞杆的直径,耗气量的计算,验算设计结果,导向装置的设计,驱动元件的选择,管路设计,底座的设计.(3)根据动力和总体参数的选择和计算,进行总体设计,完成机械系统的主要部件图。(4)应用启动原理图,设计控制电路,编写控制程序,绘制电气控制电路原理图。1. 安装于凸轮臂上(气动部分机身) 2.水平臂3.竖直臂4.夹紧手图1.气动机械手示意图参阅各种气压设计书籍和论文,对照设计任务要求,并通过对以前学习过的课程进行综合考虑,设计出的气动机械手的示意
12、图如图1所示。机械手采用气压传动,选用品质精良的气动元件组合而成,为直角坐标式机械手结构,实现2个自由度,由机身、水平臂、竖直臂、夹紧手组成,可以完成水平臂的伸缩、竖直臂的升降以及抓取等动作,可以方便的通过节流阀调节合适的执行元件的速度,完成物件平面内点对点的移动。机械臂用2个气缸控制,即横向移动气缸和纵向移动气缸,其控制系统采用目前控制领域应用比较普遍、性能优越的PLC该系统要求该气动机械手的动作逻辑顺序为: 升降气缸3下降抓取工件气缸2左移卸货升降气缸3上升气缸2右移回气缸原点,完成一次物料的搬运。2.2.机械传动系统设计本方案的机械设计中重在气缸的设计,气缸1的作用是实现物料的横向移动,
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